铝酸钙水泥水化产物对铝酸钙水泥水化的影响

在铝酸钙水泥的生产、运输、储存过程中,会有部分水泥吸水而发生水化。为了研究这部分水化产物是否会对水泥的水化速度和水化产物产生影响,将Secar 71水泥经制浆、30℃养护、冷冻干燥、粉磨制成水化产物粉,再与Secar 71水泥配制成水化产物粉含量(w)分别为3%和30%的混合粉,然后以纯Secar 71水泥和纯水化产物作为参比,在30℃环境温度下测试它们的水溶解特性(以水灰质量比5 1的稀浆体的电导率-时间曲线表征)和水化特性(以水灰质量比2 5的浆体的温度-时间曲线表征);并经制浆(水灰质量比为2 5)、养护(30℃、100%相对湿度)、冷冻干燥后,分析试样的物相组成和显微结构。结果表明:在30℃环境温度下,引入铝酸钙水泥水化产物能够促进铝酸钙水泥的溶解和水化;含水化产物的混合粉水化后试样中有AH3存在,而纯Secar 71水泥水化后试样中几乎没有AH_3;含水化产物的混合粉水化后试样中C_2AH_8板片状结晶比纯Secar 71水泥试样的更加粗大。

高能球磨预处理工业氧化铝对制备亚微米α-Al_2O_3形貌的影响

为了制备粒度均匀的亚微米α-Al_2O_3粉,以工业氧化铝(Al_2O_3的质量分数为99. 66%)为原料,研究了高能球磨时间(0、5、9和15 h)对工业氧化铝颗粒形貌及1 300和1 450℃煅烧3 h后制备亚微米α-Al_2O_3形貌的影响。结果表明:随着高能球磨时间从5 h延长至15 h,工业氧化铝的颗粒尺寸逐渐细化,聚集体(20～100μm)经高能球磨15 h后,粉碎为1μm左右、分散性较好的小尺寸团聚体; 1 300和1 450℃煅烧所得α-Al_2O_3的颗粒形貌与γ-Al_2O_3形貌密切相关,α-Al_2O_3的晶粒尺寸随γ-Al_2O_3高能球磨时间的延长而细化,粒度分布的均匀性也逐渐提高。综合对比高能球磨不同时间的工业氧化铝经高温煅烧后制备α-Al_2O_3粉的颗粒形貌,高能球磨15 h的工业氧化铝经1 450℃煅烧3 h制备所得亚微米α-Al_2O_3的晶粒分布良好,晶粒尺寸在500 nm左右。

超声波脉冲速度法研究镁铁铝材料的抗热震性

在高纯镁砂中分别添加一定量的电熔铁铝尖晶石和烧结铁铝尖晶石，制成化学组成相近的两种镁铁铝尖晶石试样，检测试样热震前及热震1-10次后的体积密度，并采用超声波检测仪检测超声波脉冲通过热震前试样及热震1-10次后试样的速度，进而计算试样热震前及热震1-10次后的弹性模量，用弹性模量随热震次数的衰减速率或保持率表征试样的抗热震性。结果表明：超声波脉冲通过两种镁铁铝试样的速度与试样经历的热震次数之间的关系较好地符合ExpAssoc函数；以烧结铁铝尖晶石制备的镁铁铝尖晶石试样的抗热震性比以电熔铁铝尖晶石制备的试样的好。

四种镁铁铝材料的物相组成与显微结构表征

分别以烧结铁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、烧结镁铁砂及电熔镁铁砂为铁载体,在控制试样化学组成接近的前提下,按照镁铁铝尖晶石砖生产工艺制备镁铁铝尖晶石砖试样。采用XRD和SEM对试样的物相组成和显微组织结构进行分析表征。结果表明:铁铝尖晶石试样中,存在(Mg,Fe2+)Al2O4复合相,其中铁以Fe2+的形式存在,并产生少量镁铁尖晶石脱溶物;镁铁砂试样中,形成Mg(Fe3+,Al)2O4复合相,铁以Fe3+的形式存在,并产生了Al Fe2O4连续固溶体相;烧结铁载体试样的显微结构中存在较多微气孔,电熔铁载体试样显微组织结构致密。

添加稳定剂对反应烧结法合成铁铝尖晶石的影响

以工业氧化铝、氧化铁为原料,石墨为还原剂,高纯镁砂、电熔镁铝尖晶石为Fe2+的稳定剂;按照FeO∶Al_2O_3∶C=41.0∶59.0∶3.0的质量比设计基础配方,在合成体系中分别外加适量的高纯镁砂及镁铝尖晶石;各种原料经过共磨等工序加工后,压制成Φ50 mm×50 mm试样,并在非控制气氛下于高温电炉1550℃,5 h烧结合成。采用XRD、SEM及EDS等手段对试样进行表征,结果表明:非控制气氛下反应烧结法制备铁铝尖晶石时,引入高纯镁砂与镁铝尖晶石做为稳定剂均能促进Fe^(2+)的稳定及铁铝尖晶石的合成。以高纯镁砂为稳定剂,制备的铁铝尖晶石晶体结构中镁含量相对较高,晶格参数与理论值相差较大,合成产物中还存有少量镁铝尖晶石相及单质铁;以电熔镁铝尖晶石为稳定剂,制备的铁铝尖晶石晶体结构中镁含量相对较低,晶体发育完善,晶格常数更接近理论值,合成产物中存在纯净铁铝尖晶石相。

不同铁载体对镁铁铝尖晶石材料性能影响

分别以烧结铁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、烧结镁铁砂及电熔镁铁砂为铁的载体,在控制试样化学组成接近前提下,按照镁铁铝尖晶石砖生产工艺制备镁铁铝尖晶石砖试样。检测试样的理化性能并采用XRD和SEM对试样的相组成和显微组织结构进行表征。结果表明:以两种镁铁砂为铁载体的试样体积密度高、显气孔率低、常温耐压强度大及热膨胀率小;以电熔铁铝尖晶石、电熔镁铁砂为铁载体的试样具有较高的荷重软化温度。以铁铝尖晶石为铁载体试样中,形成(Mg,Fe)Al2O4相,铁以Fe2+形式存在;以镁铁砂为铁载体试样中,形成Mg(Fe,Al)2O4相,铁以Fe3+形式存在;以烧结铁铝尖晶石、烧结镁铁砂为铁载体的试样显微结构中存在较多微气孔,以电熔铁铝尖晶石、电熔镁铁砂为铁载体的试样显微结构较为致密。

烧成镁-铝-铁系耐火砖中铁的存在形式

水泥窑烧成带用镁铬砖残砖产生的铬污染已经引起人们的重视,本文主要研究一种可替代镁铬砖在水泥窑上使用的新型耐火材料Mg O-Al2O3-Fe2O3(Fe O)系耐火材料。利用XRD和SEM分别研究了以高纯镁砂与电熔铝铁尖晶石制备的镁-铁铝尖晶石砖和烧结镁铁砂与电熔铝镁尖晶石制备的镁铁砖烧成后铁的存在状态。结果发现:铁铝尖晶石在高温下分解出Fe2+与Al3+,与Mg O相互扩散,Fe2+与Mg O反应生成(Fe,Mg)Oss固溶体,Al3+与Mg O反应,形成Mg Al2O4,试样中Fe2+的扩散速度大于Al3+;在高温状态下,烧结镁铁砂中Mg Fe2O4的Fe3+不稳定转变为Fe2+,Fe2+扩散到镁铝尖晶石表面,取代了部分Mg2+的位置,形成镁铁铝固溶体。

镁铝尖晶石对煅烧LiNi_(x)Co_(y)Mn_(z)O_(2)正极材料用匣钵材料性能的影响

匣钵在煅烧制备三元正极材料LiNi x Co y Mn z O 2(LNCM)过程中易遭受电池正极材料中Li 2O等的渗透侵蚀,而镁铝尖晶石具有良好的高温性能和抗碱侵蚀性能。通过实验室混合反应法研究了镁铝尖晶石与LNCM正极材料前驱体混合试样在800~1100℃的反应,对不同温度煅烧后混合试样的物相组成和微观结构进行了分析。探究了镁铝尖晶石作为匣钵基质的可能性。研究了加入不同质量分数(3%、6%和9%)镁铝尖晶石细粉对匣钵材料强度及抗热震性能的影响。结果表明:含镁铝尖晶石细粉的匣钵适用煅烧温度低于1000℃的LNCM正极材料的制备,加入量为6%(w)时,能够提高莫来石质匣钵材料的抗热震性能。

养护温度对铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料中温性能的影响

为了研究养护温度对铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料中温性能的影响,将制得的浇注料分别在5、10、25、40和50℃养护,110℃烘24 h后分别于800和1 100℃热处理,检测其显气孔率、常温抗折强度和常温耐压强度,并分析了相同条件处理的基质试样的物相组成以及养护温度对浇注料中温强度影响的原因。结果表明:随养护温度的升高,铝酸钙水泥水化程度增加,促进水化产物均匀分布,使水化产物分解后与Al 2O 3反应原位生成CA、CA 2的量增加,因而增强了浇注料的中温强度。

养护湿度对铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料性能的影响

以板状刚玉、α-Al_(2)O_(3)微粉和铝酸钙水泥为原料制备刚玉质浇注料试样。将试样于25℃分别在不同的湿度养护3 d,再在110℃烘干24 h后分别于800、1100、1450和1620℃保温3 h进行热处理,研究了养护湿度(40%、70%和100%)对其性能、物相组成、显微结构的影响。结果表明:随着养护湿度的降低,浇注料的脱模强度、烘干强度及中高温热处理后的常温抗折强度增大,而显气孔率及热震后的抗折强度保持率逐渐降低。另外,随着养护湿度降低,铝酸钙水泥的水化程度更高,1620℃热处理后浇注料的骨料与基质结合更加紧密。

引入不同粒度红柱石对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

为了提高Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料的性能,在其配料中分别引入8～5、5～3、3～1和≤1 mm的红柱石,经成型、养护、干燥后,于1 450℃保温3 h热处理,然后检测试样的显气孔率、体积密度、烧后线变化率、常温抗折强度、弹性模量、抗热震性和抗渣性。结果表明:1)引入红柱石试样的显气孔率和体积密度均比未引入红柱石的小,烧后线膨胀率均比未引入红柱石的大。随着红柱石粒度的减小,显气孔率逐渐减小;体积密度呈先减小后增大的变化趋势,以引入5～3 mm红柱石试样的为最小;烧后线膨胀率呈先增大后减小的变化趋势,以引入5～3 mm红柱石试样的为最大。2)引入8～5 mm红柱石试样的常温抗折强度和弹性模量比未引入红柱石的小,其他试样的基本上比未引入红柱石的大;随着红柱石粒度的减小,试样的常温抗折强度和弹性模量逐渐增大。3)引入红柱石试样的抗热震性均比未引入红柱石的高;随着红柱石粒度的减小,抗热震性逐渐降低。4)各试样仅在渣-样交界处有轻微的侵蚀,引入不同粒度红柱石试样的抗渣性没有明显差别。

不同水合氧化铝在40℃下水化行为的研究

选取相组成和比表面积不同的两种水合氧化铝HA1和HA2为原料,分别将两种水合氧化铝与去离子水按质量比1∶1混合均匀制成浆体,在40℃下分别养护0.25、0.5、2、6和12 h后,采用冷冻真空干燥的方式终止水化,采用XRD和SEM分别表征试样相组成及显微结构,研究两种水合氧化铝的水化行为。结果表明,两种不同水合氧化铝的水化行为显著不同:含有结晶相且比表面积较小的HA1水化速率相对较低,其水化产物主要为致密的颗粒状拜耳石结晶相;不含结晶相且比表面积较大的HA2水化速率相对较高,其水化产物主要由蜂窝状多孔结构的非晶相组成;HA2结合刚玉质浇注料的透气度比HA1结合刚玉质浇注料的高,预示着HA2结合浇注料在烘烤过程中其抗爆裂性能相对较好。

氧分压对铁铝尖晶石稳定性的影响

将烧结铁铝尖晶石制成1．0-0．088ruin样品，控制气氛中氧气体积分数，进行25～1400℃的热重分析，研究不同含氧分压下铁铝尖晶石的氧化行为，并对氧化前后样品进行X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱分析。结果表明：烧结铁铝尖晶石的氧化为保护型氧化，气氛中氧气体积分数在0．3％左右时，铁铝尖晶石较为稳定，晶粒表面氧化形成排列规整致密的刚玉及赤铁矿致密保护层，内部未氧化；氧气体积分数在8．0％左右时，铁铝尖晶石完全氧化，产生片状、粒状的刚玉相及赤铁矿相；氧气体积分数在18．0％左右时，样品中残留较多纯净铁铝尖晶石相，铁铝尖晶石晶粒表面氧化形成无定形刚玉及赤铁矿相，氧化程度较为剧烈，晶粒保留八面体结构。